《Neurobiology of Disease》：A neuropeptide receptor–enriched transcriptional state characterizes resilient dopaminergic neurons in Parkinson's disease
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本研究针对帕金森病中多巴胺能神经元存在亚型特异性易损性这一关键科学问题，通过单细胞核RNA测序技术系统分析了人黑质多巴胺能神经元的神经肽受体表达谱。研究发现存活神经元高表达神经肽受体，并通过整合GWAS数据鉴定出PRLR和CRHR1等关键受体可能介导神经保护作用，为开发神经保护疗法提供了新靶点。
在大脑的黑质区域，有一群特殊的多巴胺能神经元负责调控我们的运动功能。然而在帕金森病中，这些神经元会出现神秘的选择性死亡——有些神经元早期就惨遭毒手，而另一些却能顽强抵抗数十年。这种"同病不同命"的现象背后，究竟隐藏着怎样的分子密码？近年来，科学家们逐渐将目光投向了一类神秘的信号分子——神经肽及其受体。这些分子如同神经系统的"慢调节剂"，以独特的方式影响着神经元的命运。
为了解开这个谜团，研究人员对来自帕金森病患者和对照组的黑质样本进行了高精度的单细胞核RNA测序分析，共获得261,529个高质量细胞核数据，其中包含8,065个多巴胺能神经元。通过先进的生物信息学方法，团队深入探索了神经肽受体信号在这些神经元中的表达模式及其与疾病易感性的关联。
研究发现，尽管帕金森病患者的多巴胺能神经元总体数量显著减少，但存活下来的神经元却展现出独特的分子特征：它们具有更高的神经肽受体转录负担，每个细胞中神经肽受体基因的共表达水平也明显增加。研究人员设计了一个包含25个基因的神经肽受体评分系统，将多巴胺能神经元分为高、中、低三个层级，并发现了截然不同的分子特征。
值得注意的是，高神经肽受体评分的神经元表现出更强的韧性标志物CALB1表达，且与帕金森病遗传风险信号呈负相关。而低评分神经元则优先表达易损性标志物（SOX6、ALDH1A1、AGTR1），并与帕金森病遗传风险正相关。在众多多巴胺能神经元亚型中，易感的SOX6_AGTR1神经元表现出最低的神经肽受体活性，而有韧性的CALB1+亚型则显示出升高的神经肽受体信号。
通过整合全基因组关联研究数据，研究人员鉴定出PRLR（催乳素受体）和CRHR1（促肾上腺皮质激素释放激素受体1）作为多巴胺能神经元韧性的关键介质。这些受体可能通过调节细胞内的保护性通路，帮助神经元抵抗帕金森病相关的病理压力。该研究论文发表于《Neurobiology of Disease》杂志。
关键技术方法
研究团队主要运用了单细胞核RNA测序技术对死后人脑黑质组织进行分析，样本来源于6名帕金森病患者和8名年龄性别匹配的对照者。通过Seurat软件包进行数据质控、标准化和整合，使用Harmony算法校正批次效应。采用UCell方法计算细胞水平的神经肽受体活性评分，并利用MAST进行差异表达分析。细胞通讯网络通过CellChat工具推断，基因调控网络通过SCENIC分析构建。帕金森病遗传风险分析整合了GWAS汇总统计数据，使用MAGMA进行基因水平关联分析，并通过scDRS方法在单细胞水平评估遗传风险负担。
研究结果
3.1. 帕金森病相关的黑质细胞环境重塑和神经肽信号改变
分析显示，帕金森病患者的多巴胺能神经元比例显著降低（0.8% vs 4.9%），但存活的多巴胺能神经元中高神经肽受体活性细胞的比例明显增加。这些神经元同时表达更多种类的神经肽受体基因，表明神经肽信号系统在疾病状态下发生了重要重塑。
3.2. 神经肽受体评分预测多巴胺能神经元在帕金森病中的易损性
非神经元细胞（星形胶质细胞、小胶质细胞等）的整体神经肽受体评分显著高于神经元群体。在帕金森病中，多巴胺能神经元和抑制性神经元的神经肽受体评分显著升高。细胞分层分析发现，帕金森病中的多巴胺能神经元在高神经肽受体层级中明显富集。
3.3. 神经肽受体分层揭示多巴胺能神经元中从突触信号到线粒体应激的转录谱系
高神经肽受体层级特征性表达CALB1以及突触信号和囊泡循环相关基因，而低层级则优先表达线粒体功能和蛋白质稳态相关基因。SynGO分析显示，低神经肽受体层级的标记基因偏向突触前类别，表明易损的多巴胺能神经元具有突触前分子程序的固有偏好。
3.4. 低神经肽受体多巴胺能神经元表现出高遗传风险和帕金森病中的线粒体功能障碍
单细胞疾病相关性评分分析显示，低和中神经肽受体层级的遗传风险显著高于高层级。SOX6_AGTR1亚型被鉴定为风险最高的亚型，而CALB1+亚型显示负相关。低神经肽受体神经元中复合体I亚基基线表达较高，并在帕金森病中特异性降低，表明线粒体功能异常在易损神经元中尤为突出。
3.5. 调控程序区分多巴胺能神经元亚型并与帕金森病易损性相关
基因调控网络分析揭示了不同多巴胺能神经元亚型间高度特异的调控程序。SOX6_AGTR1亚型优先表达PGR和CLOCK为中心的调控子，而CALB1+亚型高表达BCL11A和FOXO3。在帕金森病中，SOX6_AGTR1亚型的PGR和CLOCK表达显著降低，而CALB1+亚型中BCL11A和FOXO3得以维持甚至升高。
3.6. 神经肽受体基因在帕金森病中上调并与GWAS位点相关
多巴胺能神经元和抑制性神经元在帕金森病中表现出最多数量的上调神经肽受体基因。独立验证证实PRLR和CRHR1在多个数据集中一致性上调。MAGMA分析显示CRHR1和PRLR在帕金森病GWAS位点中显著富集，支持它们作为疾病相关基因的地位。
3.7. 帕金森病中神经肽通讯的选择性重塑
细胞通讯分析发现，帕金森病中多巴胺能神经元之间的神经肽受体信号网络连接性增强。CALCR、PACAP、CRH和IGF通路在疾病状态下富集，而HCRT和CCK信号减弱。小胶质细胞和星形胶质细胞沿激活轨迹显示神经肽受体程序的阶段性重排，表明神经肽信号在神经胶细胞激活过程中也发生重要变化。
研究结论与意义
本研究首次在单细胞分辨率上绘制了人黑质神经肽受体信号图谱，建立了神经肽受体富集的转录状态与多巴胺能神经元韧性之间的直接关联。研究发现不仅揭示了帕金森病中选择性神经元易损性的新机制，更重要的是鉴定出了PRLR和CRHR1等具有潜在治疗价值的神经肽受体靶点。
这些受体可能通过调节钙稳态、线粒体功能、氧化应激反应和神经炎症等多种机制，赋予特定多巴胺能神经元亚型抵抗病理损伤的能力。特别是PRLR信号，可能通过激活PI3K-AKT和JAK-STAT等保护性通路，增强神经元的生存能力。而CRHR1作为Gs偶联受体，可能通过调节多巴胺能神经元的电活动和多巴胺释放，在维持神经元功能完整性中发挥作用。
该研究为理解帕金森病的发病机制提供了新视角，为开发针对特定神经元亚型的神经保护策略奠定了重要基础。未来研究需要进一步验证这些神经肽受体信号通路的功能作用，探索其作为疾病修饰治疗靶点的临床转化潜力。
